Medidas de intensidad sísmica independientes de la orientación del sensor: Aplicación a una base de datos con acelerogramas de Costa Rica, El Salvador y Nicaragua

Abstract

En esta investigación se han comparado las medidas de intensidad del movimiento del suelo, para una base de datos con acelerogramas de Costa Rica, Nicaragua y El Salvador. Estas medidas están basadas en una serie de registros de aceleración ortogonales horizontales, rotados para todos los ángulos no redundantes, de tal manera que se proponen medidas que son independientes de la orientación de los sensores. Estas medidas son: GMRotDpp y GMRotIpp, donde “pp” representa el percentil, comúnmente “50” y las letras D e I, indican dependencia o independencia del periodo de la estructura. Para determinar GMRotDpp, se define para cada oscilador, el ángulo correspondiente del percentil deseado (pp), esto ordenando de manera creciente los valores obtenidos para cada rotación, no pudiendo definir un solo ángulo válido para todos los periodos, por lo cual se dice que es dependiente del periodo. Por su parte GMRotIpp, requiere del cálculo previo de GMRotDpp, y define un único ángulo para el cual la medida se aproxima con el menor error posible al valor dependiente del periodo, siendo esta medida independiente del periodo. Estas dos medidas fueron comparadas entre sí, encontrando una relación que permite determinar qué medida es la más adecuada para cada caso de estudio. Al mismo tiempo fueron comparadas con la máxima respuesta espectral esperada definida por la media cuadrática y se obtuvieron relaciones que fueron comparadas con otras obtenidas en diferentes investigaciones. Un resultado relevante de esta investigación ha sido el análisis del efecto de direccionalidad, entendido como la dependencia de la media geométrica de la respuesta espectral de las componentes horizontales con el ángulo de orientación del instrumento de registro, y la obtención de nuevas medidas independientes del ángulo

This research compares the measures of ground motion intensity, for an accelerograms’ database from Costa Rica, Nicaragua and El Salvador. These measures are based on a series of orthogonal- horizontal acceleration records, rotated for all non-redundant angles, so we proposed measures that are independent of the orientation of the sensors.These new measures are: GMRotDpp and GMRotIpp, where "pp" represents the percentile, commonly "50", and D or I represent the dependence or independence of the period. For the calculation of GMRotDpp, it is necessary to de&ne the angle of rotation required to obtain the value of the percentile (pp), arranging in an increasing way the values obtained for every rotation, not being able to de&ne a single angle that ́s valid for the measure, thus establishing the dependence of the period. On the other hand, GMRotIpp, requires the calculation of GMRotDpp, and de&nes a single angle, to which the measure approximates, with the least error possible, to the dependent value of the period, being this measure independent of the period.These two measures were compared in order to &nd a relationship between them and to determine what action is most appropriate for each case of study. At the same time, the measures were compared with the maximum expected spectral response (RMS) de&ned by the quadratic mean, obtaining the relations that were also compared with some results from different authors.An important result of this research is the analysis of the directionality effect, understood as the dependence of the geometric mean from the horizontal components with orientation angle of the recording device, and obtaining new measurements independent of the angle.